Farbräume. RGB-Farbraum

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1 Farbräume Man braucht mindestens drei Größen (Parameter), um eine Farbe zu beschreiben oder zu definieren. Will man die Farben grafisch darstellen, so braucht man ein 3-dimensionales Koordinatensystem. Daher verwendet man den Begriff Farbraum. Es gibt unterschiedliche Methoden Farben zu definieren, also unterschiedliche Farbräume. Die wichtigsten Farbräume sind: RGB-Farbraum HSL-Farbraum HSLA-Farbraum HSB-Farbraum HSV-Farbraum CMYK-Farbraum RGB-Farbraum Alle Farben auf einem Monitor oder einem Fernsehgerät werden durch Mischen der drei Grundfarben Rot, Blau und Grün (Abkürzung RGB) dargestellt. Diese Farbendarstellung wird als RGB-Farbraum bezeichnet. Der RGB-Farbraum ist ein sogenannter additiver Farbraum, weil durch das Hinzufügen (Übereinanderblenden) von Farben das Licht immer heller wird. Legt man die drei Grundfarben RGB in voller Intensität übereinander, entsteht die Farbe Weiß. Mischt man Rot und Grün, entsteht Gelb. Mischt man Grün und Blau, entsteht Cyan. Mischt man Blau und Rot, entsteht Magenta. Keine Farbe = Schwarz. + = + = + = + + = + + =

2 Es erscheint zunächst unlogisch, dass hellere Farben entstehen, wenn man dunklere Farben mischt. Das liegt jedoch daran, dass es sich hierbei um selbstleuchtende Farben handelt, sogenannte Lichtfarben. Das Licht einer Lampe erscheint uns weiß, wenn es alle Wellenlängen des Lichts enthält. Wenn das Licht aus ist, entsteht die Farbe Schwarz. Die oben rechts dargestellten Farbmischungen entstehen, wenn du z. B. die Strahlengänge von drei Discostrahlern auf diese Weise überlagerst. Die Grundfarben eines Farbraums werden auch Farbkanäle genannt: Im RGB-Farbraum gibt es demzufolge einen roten, grünen und blauen Farbkanal. Quelle: Wikipedia Der RGB-Farbraum ist ein additiver Farbraum. Im additiven Farbraum ist die Summe aller Farben Weiß! Die verschiedenen Farben entstehen, wenn die Anteile der Grundfarben RGB in unterschiedlichen Intensitätsstufen (Farbabstufungen) vorliegen. Die oben genannten Mischfarben entstehen, wenn RGB jeweils eine 100-prozentige Intensität aufweisen. Wenn Rot und Grün eine 100-prozentige Intensität aufweisen und Blau eine 80-prozentige Intensität, ergibt sich ein blasses Gelb wie in der Abbildung rechts. Man spricht daher auch eher von Farbtönen als von Farben. Das RGB-Farbmodell lässt sich anschaulich in einem Würfel darstellen.

3 Der Koordinatenursprung in der Abbildung ist die Ecke hinten links unten. Dort ist die Intensität für alle drei Grundfarben 0, die Farbe ist Schwarz. Die Intensität nimmt für jede Farbe zu den entsprechenden Würfelecken auf 100 Prozent (= 1) zu. So zeigt die Stelle im Koordinatensystem, wo Rot 0 Prozent, Grün 100 Prozent und Blau 100 Prozent aufweisen, die resultierende Farbe Cyan an usw. HSL-Farbraum Der HSL-Farbraum ist über die drei Eigenschaften Hue (Farbton), Saturation (Sättigung) und Luminanz (Intensität) beschrieben. Farbton Die Farben sind auf einem sogenannten Farbkreis angeordnet. Der Farbkreis stellt das komplette sichtbare Farbspektrum in Kreisform dar, wobei die einzelnen Primärfarben ineinander übergehen. Der Farbton (Hue) wird als Position eines Punktes auf dem Farbkreis mit Zahlenwerten zwischen 0 und 255 (1 Byte) oder entsprechend der Gradeinteilung zwischen 0 und 360 oder als Prozentwert angegeben. Auf der jeweils gegenüberliegenden Seite des Farbkreises (180 weiter) ist die sogenannte Komplementärfarbe der angezeigten Farbe zu sehen. Es gibt zahlreiche Arten der Darstellung von Farben in Farbkreisen. Quellen: Corel PaintShop Pro X3 ( ) Sättigung Eine voll gesättigte Farbe kann weder in ihrer Reinheit noch in ihrer Leuchtkraft gesteigert werden. Der Sättigungswert für jeden Farbton wird in Prozentwerten zwischen 0 % und 100 % (in manchen Programmen bis 50 %) oder in Zahlen zwischen 0 und 255 (8 Bit = 1 Byte) angegeben. Ein Wert von Null bezeichnet einen Farbton, der überhaupt keine Farbe mehr besitzt und somit nur noch als Grauton zu sehen ist. Vom Sättigungsgrad einer Farbe ist es abhängig, ob ein Farbton als satt und kräftig oder als matt und schwach empfunden wird.

4 Die Farben größter Sättigung sind: Primärfarben Sekundärfarben Spektralfarben Intensität, Helligkeit (Luminanz) Luminanz beschreibt die Helligkeit bzw. den Schwarz- oder Weißanteil eines Farbtons. Die Abstufung der Luminanzwerte erfolgt auch hier in Prozent oder in Zahlenwerten zwischen 0 und 255. Eine Farbe, die eine Luminanz von 50 % bzw. 127 aufweist, ist weder aufgehellt noch abgedunkelt. Diese Helligkeitsabstufung ist die relative Helligkeit. HSLA-Farbraum HSLA-Farben sind HSL-Farben mit einem zusätzlichen Alpha-Kanal (A), der die Deckkraft der Farbe bestimmt. 0 (0 %) ist transparent, also nicht sichtbar. 255 (100 %) ist opak, also voll deckend. Alpha-Kanäle können nur in bestimmten Dateiformaten gespeichert und somit später weiterverarbeitet werden. In JPG können keine Alpha-Kanäle gespeichert werden. Transparente Bildbereiche werden in JPG-Dateien weiß dargestellt. HSB-Farbraum Der HSB-Farbraum ist eng verwandt mit dem HSL-Farbraum. Jedoch wird hier statt der relativen eine absolute Helligkeit verwendet. HSI-Farbraum Im HSI-Farbraum wird als dritte Größe die Lichtintensität verwendet. HSV-Farbraum Im HSV-Farbraum wird als dritter Parameter der Hellwert (Value) verwendet. Die Helligkeitsintervalle von 0 % bis 100 % werden als Dunkelstufen bezeichnet. HSL-, HSB-, HSI- und HSV-Farbraum sind einander sehr ähnlich. Sie verwenden alle den Farbkreis und den Parameter Sättigung. Sie unterscheiden sich lediglich in ihrem dritten Parameter. Webfarben Webfarben sind Farben, die für die Gestaltung von Webseiten eingesetzt werden. Es können Farben aus dem RGB-, HSL- und CMYK-Farbraum definiert werden. Viele Farben sind bereits benannt. Für sie muss also im HTML-Quellcode nur der Farbname angegeben werden. Folgende 16 Farben sind auf diese Weise festgelegt: black, maroon, green, olive, navy, purple, teal, gray, silver, red, lime, yellow, blue, fuchsia, aqua, white. In CSS gibt es derzeit 140 benannte Farben.

5 Info: HTML (Hypertext Markup Language) ist die textbasierte Auszeichnungssprache zum Gestalten von Websites. Mithilfe dieser Sprache können alle Webbrowser Websites darstellen. Wenn du den HTML-Code einer Website sehen willst, kannst du im Internet Explorer mit der rechten Maustaste auf die Website klicken und im Kontext-Menü den Eintrag Quellcode anzeigen wählen. Dann öffnet sich ein Fenster, das dir den HTML-Code zeigt. CSS sind sogenannte Cascading Style Sheets. Mit CSS können HTML-Elemente formatiert und positioniert werden. CSS stellt also eine Erweiterung zu HTML dar. Hexadezimale Farbdefinition von RGB-Farben Im computergestützten Design und im Webdesign findet das System der hexadezimalen Farbdefinition seine Anwendung. Bei diesem System wird eine Farbe (RGB) durch drei aufeinanderfolgende Hexadezimalzahlen beschrieben. Es ergibt sich eine sechsstellige Zahl nach dem Schema #RRGGBB. Im Hexadezimalsystem werden zu den 10 Ziffern 0 bis 9 zusätzlich die 6 Buchstaben A, B, C, D, E und F verwendet. Eine zweistellige Zahl kann daher 16 x 16 = 256 Werte annehmen. Eine Hexadezimalfarbe besteht aus drei Ziffernpaaren, das erste Ziffernpaar gibt die R-Werte von 0 bis 255 an, das zweite die G-Werte und das dritte die B-Werte.

6 In der untenstehenden Tabelle sind die Hexadezimalwerte den RGB-Werten einzelner Farben gegenübergestellt. Farbe Hex.-Wert R G B Rot #FF Grün #00FF Blau #0000FF Cyan #00FFFF Magenta #FF00FF Gelb #FFFF Dunkelrot # Dunkelgrün # Dunkelblau #0000FF Schwarz # Weiß FFFFFF Grau # CMYK-Farbraum Der CMYK-Farbraum ist im Gegensatz zu den vorgenannten Farbräumen ein subtraktiver Farbraum. CMYK steht für die englische Bezeichnung der vier Druckfarben Cyan, Magenta, Yellow und den Schwarzanteil Key.

7 Es wurde auf die Bezeichnung B verzichtet, um Verwechslungen mit Blue bzw. Blau zu vermeiden. CMYK wird also für Druckmaschinen benötigt. Auf Bildschirmen wird von einem schwarzen Schirm ausgegangen, auf dem durch Aktivieren der Elektronenstrahlen rote, blaue und grüne Punkte zum Leuchten gebracht werden. Die Farbdarstellung des Druckers ist dagegen auf weißes Papier ausgerichtet. Hier werden die Farben durch Kombination von Punktrastern in unterschiedlicher Dichte erzeugt. So entsteht eine breite Farbpalette. CMYK sind Körperfarben, das heißt Farben, die von Objekten (fest, flüssig, gasförmig) ausgehen, die das Umgebungslicht reflektieren. Farbstoffe besitzen die Eigenschaft der subtraktiven Farbmischung. Es entstehen dunklere Farben, wenn man die Grundfarben mischt. Das kannst du sehr leicht ausprobieren mit Buntstiften oder Wasserfarben. Wenn du z. B. Gelb und Blau mischst, entsteht Grün, je nach Farbanteil der beiden Farben ein helleres oder dunkleres Grün. Licht dagegen mischt sich nach dem additiven Farbmodell, wie schon beschrieben. Bei Offset-Druckmaschinen werden vier Druckplatten für die CMYK-Farben hergestellt. Das Papier wird dann nacheinander mit den entsprechenden Druckplatten und Farben bedruckt und zwar in der Reihenfolge K, C, M und Y. Um die vielen Abstufungen zu erreichen, wird die Rasterungsmethode angewendet. Die einzelnen Farben werden in unterschiedlichen Punktgrößen und Punktdichten aufgetragen. Die zusätzliche Farbe Schwarz wird verwendet, weil sie zwar theoretisch nach dem subtraktiven Farbmodell durch Mischen der Grundfarben entsteht, dies aber praktisch kein ausreichendes Schwarz ergibt. Tintenstrahldrucker und Laserdrucker arbeiten meist mit CMYK-Farben. Manche Drucker verwenden noch weitere Farben wie Light Cyan und Light Magenta. Quelle: ( ) Um Drucke in guter Qualität herstellen zu können, müssen die Bilddaten in CMYK umgewandelt bzw. umgerechnet werden. Der CMYK-Farbraum ist ein subtraktiver Farbraum. Im subtraktiven Farbraum ist die Summe aller Farben Schwarz! Da aus technischen Gründen kein einwandfreies Schwarz entsteht, wird dieses als vierte Farbe hinzugefügt.

8 Weitere Farbräume Es gibt noch zahlreiche weitere Farbräume wie z. B. den Adobe RGB-Farbraum, von der Firma Adobe entwickelt, oder srgb, von den Firmen Microsoft und Hewlett Packard entwickelt. Ein weiterer Farbraum ist der ecirgb-farbraum (ECI = European Color Initiative). Die ECI wurde von verschiedenen deutschen Verlagen gegründet und beschäftigt sich mit der medienneutralen Verarbeitung von Farbdaten in digitalen Publikationssystemen. Umrechnung Die Farbwerte eines Farbraumes lassen sich in die Farbwerte eines anderen Farbraumes umrechnen. Die Formeln dafür sind allerdings recht kompliziert. Am einfachsten ist es, wenn man in einem Zeichen- oder Bildbearbeitungsprogramm die Farbeigenschaften eines farbigen Objekts aufruft. Dort ist die Farbe meist in verschiedenen Farbräumen beschrieben. Im Internet gibt es außerdem Online-Farbumrechner. Probleme bei Farbräumen Farbräume stimmen nicht exakt mit der Farbwahrnehmung des Menschen überein. Oftmals stimmen die Farben eines Eingabegerätes nicht mit den Farben eines Ausgabegerätes überein. Beim Mischen der Primärfarben (RGB, CMY) können die Zwischenfarben von vielen Darstellungsgeräten nicht mit ausreichender Helligkeit dargestellt werden. Es existieren keine Geräte, die den vollständigen Farbraum der menschlichen Wahrnehmung erfassen oder erzeugen können. Primärfarben, Sekundärfarben Die Ausgangsfarben RGB und CMY bei der Mischung von Farben werden Primärfarben genannt. Die Mischfarben werden Sekundärfarben genannt.